[发明专利]一种扫描雷达回波计算方法

说明书

本发明公开了一种扫描雷达回波计算方法，包括下述步骤：首先根据雷达系统工作参数，获得天线主瓣采样向量，并使用该向量构造卷积矩阵；然后，根据成像扇区边缘目标反射率函数对回波数据的影响，分别对天线主瓣采样序列构建的卷积矩阵进行结构变换；最后，将变换后的卷积矩阵与成像扇区边缘目标反射率函数沿方位向采样向量进行乘积，并对乘积的结果叠加噪声向量，从而得到扫描雷达成像扇区回波数据。本发明相比现有技术具有以下优点：实现了扫描雷达前视成像扇区回波数据获取过程的精确表征，为后续实现雷达平台前视区域二维高分辨成像提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及一种雷达成像技术领域，特别是一种特别涉及扫描雷达前视成像方法。

背景技术

雷达平台正前视区域二维高分辨成像，在对地搜索、对海探测与成像、飞机盲降、地形匹配、对地攻击、导弹末制导等领域有着迫切的应用需求。

合成孔径雷达成像方法和多普勒波束锐化技术均能实现二维高分辨成像，受成像机理约束，这两种方法都不适用于雷达平台正前视区域二维高分辨成像。扫描雷达根据天线波束掠过成像场景的时间先后关系，融合目标在空间散射的先验信息，使用数学计算的方法处理成像扇区的回波信号，实现前视探测区域的二维高分辨成像。

扫描雷达前视成像的方位分辨率受发射信号波长和天线孔径的制约。理论上可通过增加雷达天线尺寸或降低信号波长，提高雷达角分辨率。现阶段这两种途径都无法满足应用需求。降低发射信号波长会造成雨衰更加严重，而增加天线孔径会限制雷达对平台的适应性。因此，需要寻找新的技术途径，突破系统参数对扫描雷达成像角分辨率的限制，实现雷达前视方位向高分辨成像。

文献“Li Dongye,Huang Yulin and Yang Jianyu.Motion platform forward-looking real-beam radar echo modeling.IEEE CIE International Conference onRadar.IEEE 2012,1370-1373”(李东野，黄钰林，杨建宇，《运动平台前视波束雷达回波建模》，国际雷达会议。IEEE 20121370-1373)提出了一种实波束扫描雷达回波建模方法。该方法将实波束扫描雷达方位向回波数据表征为天线波束采样序列与成像扇区目标反射率分布函数沿方位向采样序列的卷积。该方法虽可获得成像扇区目标回波数据，但是无法定量给出实波速扫描雷达成像扇区边缘目标反射系数对回波数据的影响。因此，使用该方法表征回波数据获取过程时，存在一定的误差，需对其进行一系列的预处理之后，才能用于雷达前视成像。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种扫描雷达回波计算方法，针对是否考虑成像扇区边缘目标散射系数对回波数据的影响，本发明分别构造对应的卷积矩阵，实现了成像扇区回波数据获取过程的精确数学表征。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种扫描雷达回波计算方法，包括下述步骤：

首先根据雷达系统工作参数，获得天线主瓣采样向量，并使用该向量构造卷积矩阵；

然后，根据成像扇区边缘目标反射率函数对回波数据的影响，分别对天线主瓣采样序列构建的卷积矩阵进行结构变换；

最后，将变换后的卷积矩阵与成像扇区边缘目标反射率函数沿方位向采样向量进行乘积，并对乘积的结果叠加噪声向量，从而得到扫描雷达成像扇区回波数据。

具体上，分解为以下具体的步骤：

步骤一：扫描雷达回波获取；

步骤二：回波数据距离向脉冲压缩；

步骤三：距离走动校正；

步骤四：扫描雷达方位向回波的数学表征；

步骤五：扫描雷达方位向回波计算。

更具体的，步骤一：扫描雷达回波获取